袁伟、李蕊、白学文、乔夏君、袁永欣 /中国运载火箭技术研究院
2025 年前中国运载火箭技术研究院运载火箭任务预示较“十三五”期间增长近3 倍,“十四五”期间将持续保持高强密度发射态势,研究院宇航领域将迎来新跨越式发展的战略机遇。为满足2025年前宇航发射任务需求,保持并进一步提高研究院在运载火箭发射服务市场的占有率,加速推进新一代运载火箭升级换代,提供产品保障,研究院提前策划、超前布局,在充分调研了解市场需求和对比在制产品存量的基础上,综合考虑各型火箭运载能力特点、技术状态稳定性、产品生产周期等因素,提出了“新百发工程”组批投产方案。
“新百发工程”组批投产方案的提出,是研究院以建设航天强国、培育具有国际竞争力的世界一流企业为目标采取的一项创新举措。研究院对2025 年前企业运载火箭任务进行了预示,结合目前运载火箭在制情况,在系统分析关键产品及重点资源基础上,提出了组批投产的总体思路、实施原则、投产数量和投产计划,最后提出了后续工程实施策划的具体措施。此举为研究院切实提升运载火箭管理水平、实现“三高”发展的目标迈出了坚实的一步。
研究院策划实施运载火箭“新百发工程”目的是“以满足市场需求为最高目标”,通过运载火箭组批生产进一步固化产品状态,提升质量管控能力和市场竞争力,从容应对持续高强密度发射任务,实现宇航领域持续、健康、快速发展。
为确保“新百发工程”能够顺利策划实施并达到预期效果,研究院对该项工作进行了系统策划,在总结2012 年“老百发”组批经验和不足的基础上,在“持续均衡按需”组批投产指导思想下,按照“一次策划、分组启动、通用组批、滚动齐套”的原则实施,并对任务需求、生产节奏、资源匹配、经费投入进行了统筹分析。
一次策划:以2025 年前发射任务预示为基础,考虑任务不确定性,适当考虑裕量,一次策划。分组启动:各型号、各单位按照投产方案要求,分组启动。通用组批:依据型号特点,各单位开展通用模块和通用产品跨型号组批投产,共线生产。滚动齐套:依据用户要求/合同约定和3 年滚动计划,按时按需组织产品齐套。
为进一步确保“十四五”任务预示的准确度,研究院制定用户走访计划,主动走出去。经过与上级机关和用户沟通,与卫星总体单位对接,征询了研究院内研发等领域对运载器的需求,根据各大工程、商业火箭项目实际参与论证或初步了解意向情况,统筹考虑研究院运载火箭更新换代策略,预测了2025 年前运载火箭应用发射任务需求。
结合任务预示,研究院按照已签合同项目、任务明确项目,预测项目3 个维度对市场需求进行了详细分析,进一步聚焦已签合同项目和已批复计划任务明确项目的任务需求预示。
为进一步确保新投产火箭的数量和型号的准确性,研究院对在役火箭的生产在制情况进行了系统梳理。研究院首先对各型火箭的投产文件进行了梳理,理清已下达投产任务的火箭数量和型号;其次对在制火箭的已使用情况进行梳理,明确在制火箭已执行任务数量;最后结合任务预示对在制火箭的使用需求进行预示。
综上,研究院对各型火箭的生产在制数量和预计使用周期进行了分析,梳理明确了在制火箭产品预计全部完成发射任务使用的最后时点。
研究院基于2025 年前发射任务需求分析和预测,对比目前在制火箭数量与需求的缺口,充分考虑组批投产效益、效率、投产裕量,考虑相近运载能力现役火箭与新一代火箭的可互换性,考虑中低轨火箭可能面临的竞争形势,同时结合前期“老百发工程”在生产组织、产品交付以及成本控制等方面的经验,对投产数量进行了综合统筹。
综合考虑用户需求、火箭生产周期、技术状态稳定性等因素,在与各研制生产单位充分沟通的基础上,对本次新组批投产的火箭分三组实施,第一组投产火箭对标已签合同项目和已批复计划明确项目,2019 年启动备料、投产工作;第二组、第三组投产火箭启动时间视市场需求情况再行分析、启动。
为做好此次“新百发工程”组批投产策划与实施工作,研究院对上次“老百发工程”实施情况进行了系统总结,经总结归纳,经验主要体现在:提前投产,主动应对,有效解决运载火箭产品交付进度风险,确保高密度发射任务顺利完成;集中备料、均衡生产、滚动齐套,有效降低关键产品和重点资源冲突风险;由单一型号小批量生产向多型号大批量规模化生产转变,提高生产组织效率,提升组织管理能力,推进研究院宇航领域发展向产业化和规模化转型。不足主要体现在:批产火箭物资供应基线不清晰,物资需求时间的计划性不强,导致库存周转不佳;型号元器件配套关系多样,组批优势未体现,停产禁运及难点物资不可控因素较多。
针对“老百发工程”实施好的经验,在此次“新百发工程”中继续传承落实;针对实施过程存在的不足,制定了针对性的措施,细化分解并形成具体工作计划,纳入科研生产计划进行动态、闭环管理。
为确保新组批火箭和在制火箭能够按任务需求节点顺利生产交付,研究院对运载火箭的发动机、贮箱、壳段、整流罩、总装总测等关键产品及重点资源保障能力进行了专题分析。根据前期对重点生产单位产能摸底,考虑现有能力、应急能力和在建能力,在此基础上形成了需求与能力匹配性的初步分析,在计划安排时采取“削峰填谷”方式,对主要关键产品交付节奏进行了均衡调整,合理消除资源冲突的风险。
经综合分析,某关键产品多型号共用,当前生产能力不足以满足发射任务需求,一方面需统筹均衡发射计划安排;一方面需尽快补充产能投入,以满足任务需求。某关键产品和重点资源在当前后今后一段时间内是主要短线,特别是2022 年后,随着新一代运载火箭任务量上升,矛盾将更加突出,能力建设需尽快实施。
对于研究院需补充的产能,研究院紧前策划,专题部署实施了短线瓶颈产能专项治理工作,计划2022 年具备相应产能,满足任务需求。对于中国航天科技集团有限公司内配套研究院需补充的产能,已提请集团公司协调相关单位,策划实施产能提升工作,根据目前项目进展,预计能够满足任务需求。
为确保“新百发工程”能够顺利实施、高效落地,研究院从投产计划、技术状态、经费投入、产能需求、物资选用等方面进行了系统策划和部署。
研究院对标2025 年前任务预示,结合每型火箭的在制数量、生产周期,以及已投产火箭满足任务需求情况,对每型火箭的投产节奏、投产安排进行了专题分析,对于在制火箭产品数量满足2025年前任务预示的型号,本次暂不考虑投产;对于在制火箭产品梳理不满足2025 年前任务预示的型号,本次考虑投产,并分步实施,以满足任务需求。
研究院总体技术部门围绕此次组批投产火箭范围,紧前明确技术状态基线,以明确总体、分系统和单机技术状态为抓手保证纵向贯通,以产品化为原则统筹考虑各型号产品状态保证横向一致,对型号通用产品提出明确的组批投产要求;同时结合技术状态基线确立,牵头组织相关型号、单位对设计标准和技术标准进行全面梳理,进一步梳理各型火箭超差代料情况,通过再设计减少超差代料环节,明确并严格落实拒收超差产品倒逼工艺改进和制造能力提升,进一步提升产品质量。
研究院为保障各单位组批投产备料经费需求,对第一组投产火箭,按照研究院对内产品批价或经费方案,在满足预示发射时间需求的前提下,综合考虑各型火箭的生产周期、部分物资备料周期不同、长周期原材料多型号通用等情况,对备料经费进行了测算,并垫支相应经费。
研究院为保障任务顺利实施,产品按时保质交付,对现有产能进行了系统梳理,在充分利用现有生产能力的基础上,优化型号设计、试验、试制和生产流程,进一步统筹生产、试验、总装等配套资源,整体按照“对核心、重要能力科学投入;对一般能力,充分调动社会资源,特别是集团内的配套资源”的原则,提出了短线瓶颈产能专项治理工作计划,在能力补充提升的同时,支撑领域履约能力和经营能力的提升。
研究院为进一步体现组批采购优势,提高物资库存周转率,做好停产禁运物资战略储备,组织研究院物资中心在现有物资优选目录范围内进一步聚焦,优化选用范围,实施全型号配套元器件的集中采购工作,充分发挥集中采购的规模优势;梳理停产禁运物资清单,一方面提早开展安全专项储备工作,同时积极拓展稳定供应渠道,开发优质供方资源;另一方面,从设计源头避免使用停产禁运物资。
此次运载火箭“新百发工程”的策划与实施,是研究院首次对现役常规运载火箭和新一代运载火箭实施跨代组批投产,能够满足2025 年前宇航发射任务需求,为加速积极推进运载火箭更新换代提供产品保障。2020 年,研究院对标更新后的任务预示,对第二组投产方案进行了迭代更新,并启动投产;2021 年第三组投产方案即将启动。自2019年开始,“新百发工程”火箭已开始组批备料、共线生产,新投产火箭已于2021 年开始执行任务。
通过组批生产,最大程度统一运载火箭技术状态基线,有利于加强技术状态控制,确保产品生产稳定性和质量一致性,降低产品质量风险,提高高强密度发射质量管控能力,提升生产效率,综合能力、管理水平大幅提高,缓解质量与进度矛盾,支持高强密度发射任务实施。
运载火箭“新百发工程”的策划与实施,是研究院以全面有力支撑集团公司建设航天强国为己任,以两个“世界一流”为标准,以满足市场需求为最高目标,固化状态、跨代组批、通用组批、灵活推介,推进运载火箭产品化和更新换代进程,提升质量管控能力和市场竞争力,从容应对持续高强密度发射任务,采取的有力举措。通过组批任务,研究院不断增强“发展航天事业、建设航天强国”的历史使命感、时代责任感和现实紧迫感,实现宇航领域持续、健康、快速发展,有利于提高集团公司和研究院竞争实力和效益,推进“三高”发展。